rcu: Prepare for synchronization fixes: clean up for non-NO_HZ handling of ->complete...
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / kernel / rcutree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <asm/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/module.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49
50 #include "rcutree.h"
51
52 /* Data structures. */
53
54 #define RCU_STATE_INITIALIZER(name) { \
55         .level = { &name.node[0] }, \
56         .levelcnt = { \
57                 NUM_RCU_LVL_0,  /* root of hierarchy. */ \
58                 NUM_RCU_LVL_1, \
59                 NUM_RCU_LVL_2, \
60                 NUM_RCU_LVL_3, /* == MAX_RCU_LVLS */ \
61         }, \
62         .signaled = RCU_GP_IDLE, \
63         .gpnum = -300, \
64         .completed = -300, \
65         .onofflock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.onofflock), \
66         .orphan_cbs_list = NULL, \
67         .orphan_cbs_tail = &name.orphan_cbs_list, \
68         .orphan_qlen = 0, \
69         .fqslock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(&name.fqslock), \
70         .n_force_qs = 0, \
71         .n_force_qs_ngp = 0, \
72 }
73
74 struct rcu_state rcu_sched_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched_state);
75 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_sched_data);
76
77 struct rcu_state rcu_bh_state = RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh_state);
78 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, rcu_bh_data);
79
80
81 /*
82  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
83  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
84  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
85  */
86 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
87 {
88         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
89 }
90
91 /*
92  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
93  * how many quiescent states passed, just if there was at least
94  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
95  */
96 void rcu_sched_qs(int cpu)
97 {
98         struct rcu_data *rdp;
99
100         rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
101         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
102         barrier();
103         rdp->passed_quiesc = 1;
104         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
105 }
106
107 void rcu_bh_qs(int cpu)
108 {
109         struct rcu_data *rdp;
110
111         rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
112         rdp->passed_quiesc_completed = rdp->completed;
113         barrier();
114         rdp->passed_quiesc = 1;
115 }
116
117 #ifdef CONFIG_NO_HZ
118 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
119         .dynticks_nesting = 1,
120         .dynticks = 1,
121 };
122 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
123
124 static int blimit = 10;         /* Maximum callbacks per softirq. */
125 static int qhimark = 10000;     /* If this many pending, ignore blimit. */
126 static int qlowmark = 100;      /* Once only this many pending, use blimit. */
127
128 module_param(blimit, int, 0);
129 module_param(qhimark, int, 0);
130 module_param(qlowmark, int, 0);
131
132 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed);
133 static int rcu_pending(int cpu);
134
135 /*
136  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
137  */
138 long rcu_batches_completed_sched(void)
139 {
140         return rcu_sched_state.completed;
141 }
142 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
143
144 /*
145  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
146  */
147 long rcu_batches_completed_bh(void)
148 {
149         return rcu_bh_state.completed;
150 }
151 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
152
153 /*
154  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
155  */
156 static int
157 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
158 {
159         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
160 }
161
162 /*
163  * Does the current CPU require a yet-as-unscheduled grace period?
164  */
165 static int
166 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
167 {
168         return *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] && !rcu_gp_in_progress(rsp);
169 }
170
171 /*
172  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
173  */
174 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
175 {
176         return &rsp->node[0];
177 }
178
179 /*
180  * Record the specified "completed" value, which is later used to validate
181  * dynticks counter manipulations and CPU-offline checks.  Specify
182  * "rsp->completed - 1" to unconditionally invalidate any future dynticks
183  * manipulations and CPU-offline checks.  Such invalidation is useful at
184  * the beginning of a grace period.
185  */
186 static void dyntick_record_completed(struct rcu_state *rsp, long comp)
187 {
188         rsp->dynticks_completed = comp;
189 }
190
191 #ifdef CONFIG_SMP
192
193 /*
194  * Recall the previously recorded value of the completion for dynticks.
195  */
196 static long dyntick_recall_completed(struct rcu_state *rsp)
197 {
198         return rsp->dynticks_completed;
199 }
200
201 /*
202  * If the specified CPU is offline, tell the caller that it is in
203  * a quiescent state.  Otherwise, whack it with a reschedule IPI.
204  * Grace periods can end up waiting on an offline CPU when that
205  * CPU is in the process of coming online -- it will be added to the
206  * rcu_node bitmasks before it actually makes it online.  The same thing
207  * can happen while a CPU is in the process of coming online.  Because this
208  * race is quite rare, we check for it after detecting that the grace
209  * period has been delayed rather than checking each and every CPU
210  * each and every time we start a new grace period.
211  */
212 static int rcu_implicit_offline_qs(struct rcu_data *rdp)
213 {
214         /*
215          * If the CPU is offline, it is in a quiescent state.  We can
216          * trust its state not to change because interrupts are disabled.
217          */
218         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
219                 rdp->offline_fqs++;
220                 return 1;
221         }
222
223         /* If preemptable RCU, no point in sending reschedule IPI. */
224         if (rdp->preemptable)
225                 return 0;
226
227         /* The CPU is online, so send it a reschedule IPI. */
228         if (rdp->cpu != smp_processor_id())
229                 smp_send_reschedule(rdp->cpu);
230         else
231                 set_need_resched();
232         rdp->resched_ipi++;
233         return 0;
234 }
235
236 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
237
238 #ifdef CONFIG_NO_HZ
239
240 /**
241  * rcu_enter_nohz - inform RCU that current CPU is entering nohz
242  *
243  * Enter nohz mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
244  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
245  * critical sections can occur in irq handlers in nohz mode, a possibility
246  * handled by rcu_irq_enter() and rcu_irq_exit()).
247  */
248 void rcu_enter_nohz(void)
249 {
250         unsigned long flags;
251         struct rcu_dynticks *rdtp;
252
253         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
254         local_irq_save(flags);
255         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
256         rdtp->dynticks++;
257         rdtp->dynticks_nesting--;
258         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
259         local_irq_restore(flags);
260 }
261
262 /*
263  * rcu_exit_nohz - inform RCU that current CPU is leaving nohz
264  *
265  * Exit nohz mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
266  * read-side critical sections normally occur.
267  */
268 void rcu_exit_nohz(void)
269 {
270         unsigned long flags;
271         struct rcu_dynticks *rdtp;
272
273         local_irq_save(flags);
274         rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
275         rdtp->dynticks++;
276         rdtp->dynticks_nesting++;
277         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
278         local_irq_restore(flags);
279         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
280 }
281
282 /**
283  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
284  *
285  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
286  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
287  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
288  */
289 void rcu_nmi_enter(void)
290 {
291         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
292
293         if (rdtp->dynticks & 0x1)
294                 return;
295         rdtp->dynticks_nmi++;
296         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks_nmi & 0x1));
297         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
298 }
299
300 /**
301  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
302  *
303  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
304  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
305  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
306  */
307 void rcu_nmi_exit(void)
308 {
309         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
310
311         if (rdtp->dynticks & 0x1)
312                 return;
313         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
314         rdtp->dynticks_nmi++;
315         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi & 0x1);
316 }
317
318 /**
319  * rcu_irq_enter - inform RCU of entry to hard irq context
320  *
321  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, this updates the
322  * rdtp->dynticks to let the RCU handling know that the CPU is active.
323  */
324 void rcu_irq_enter(void)
325 {
326         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
327
328         if (rdtp->dynticks_nesting++)
329                 return;
330         rdtp->dynticks++;
331         WARN_ON_ONCE(!(rdtp->dynticks & 0x1));
332         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see later RCU read-side crit sects */
333 }
334
335 /**
336  * rcu_irq_exit - inform RCU of exit from hard irq context
337  *
338  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, update the rdp->dynticks
339  * to put let the RCU handling be aware that the CPU is going back to idle
340  * with no ticks.
341  */
342 void rcu_irq_exit(void)
343 {
344         struct rcu_dynticks *rdtp = &__get_cpu_var(rcu_dynticks);
345
346         if (--rdtp->dynticks_nesting)
347                 return;
348         smp_mb(); /* CPUs seeing ++ must see prior RCU read-side crit sects */
349         rdtp->dynticks++;
350         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks & 0x1);
351
352         /* If the interrupt queued a callback, get out of dyntick mode. */
353         if (__get_cpu_var(rcu_sched_data).nxtlist ||
354             __get_cpu_var(rcu_bh_data).nxtlist)
355                 set_need_resched();
356 }
357
358 #ifdef CONFIG_SMP
359
360 /*
361  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
362  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
363  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
364  */
365 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
366 {
367         int ret;
368         int snap;
369         int snap_nmi;
370
371         snap = rdp->dynticks->dynticks;
372         snap_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
373         smp_mb();       /* Order sampling of snap with end of grace period. */
374         rdp->dynticks_snap = snap;
375         rdp->dynticks_nmi_snap = snap_nmi;
376         ret = ((snap & 0x1) == 0) && ((snap_nmi & 0x1) == 0);
377         if (ret)
378                 rdp->dynticks_fqs++;
379         return ret;
380 }
381
382 /*
383  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
384  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
385  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
386  * for this same CPU.
387  */
388 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
389 {
390         long curr;
391         long curr_nmi;
392         long snap;
393         long snap_nmi;
394
395         curr = rdp->dynticks->dynticks;
396         snap = rdp->dynticks_snap;
397         curr_nmi = rdp->dynticks->dynticks_nmi;
398         snap_nmi = rdp->dynticks_nmi_snap;
399         smp_mb(); /* force ordering with cpu entering/leaving dynticks. */
400
401         /*
402          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
403          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
404          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
405          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
406          * read-side critical section that started before the beginning
407          * of the current RCU grace period.
408          */
409         if ((curr != snap || (curr & 0x1) == 0) &&
410             (curr_nmi != snap_nmi || (curr_nmi & 0x1) == 0)) {
411                 rdp->dynticks_fqs++;
412                 return 1;
413         }
414
415         /* Go check for the CPU being offline. */
416         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
417 }
418
419 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
420
421 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
422
423 #ifdef CONFIG_SMP
424
425 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
426 {
427         return 0;
428 }
429
430 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
431 {
432         return rcu_implicit_offline_qs(rdp);
433 }
434
435 #endif /* #ifdef CONFIG_SMP */
436
437 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ */
438
439 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
440
441 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
442 {
443         rsp->gp_start = jiffies;
444         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_CHECK;
445 }
446
447 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
448 {
449         int cpu;
450         long delta;
451         unsigned long flags;
452         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
453
454         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
455
456         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
457         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
458         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
459                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
460                 return;
461         }
462         rsp->jiffies_stall = jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
463
464         /*
465          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
466          * due to CPU offlining.
467          */
468         rcu_print_task_stall(rnp);
469         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
470
471         /* OK, time to rat on our buddy... */
472
473         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU stalls:");
474         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
475                 rcu_print_task_stall(rnp);
476                 if (rnp->qsmask == 0)
477                         continue;
478                 for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
479                         if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
480                                 printk(" %d", rnp->grplo + cpu);
481         }
482         printk(" (detected by %d, t=%ld jiffies)\n",
483                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start));
484         trigger_all_cpu_backtrace();
485
486         force_quiescent_state(rsp, 0);  /* Kick them all. */
487 }
488
489 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
490 {
491         unsigned long flags;
492         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
493
494         printk(KERN_ERR "INFO: RCU detected CPU %d stall (t=%lu jiffies)\n",
495                         smp_processor_id(), jiffies - rsp->gp_start);
496         trigger_all_cpu_backtrace();
497
498         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
499         if ((long)(jiffies - rsp->jiffies_stall) >= 0)
500                 rsp->jiffies_stall =
501                         jiffies + RCU_SECONDS_TILL_STALL_RECHECK;
502         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
503
504         set_need_resched();  /* kick ourselves to get things going. */
505 }
506
507 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
508 {
509         long delta;
510         struct rcu_node *rnp;
511
512         delta = jiffies - rsp->jiffies_stall;
513         rnp = rdp->mynode;
514         if ((rnp->qsmask & rdp->grpmask) && delta >= 0) {
515
516                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
517                 print_cpu_stall(rsp);
518
519         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) && delta >= RCU_STALL_RAT_DELAY) {
520
521                 /* They had two time units to dump stack, so complain. */
522                 print_other_cpu_stall(rsp);
523         }
524 }
525
526 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
527
528 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
529 {
530 }
531
532 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
533 {
534 }
535
536 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
537
538 /*
539  * Update CPU-local rcu_data state to record the newly noticed grace period.
540  * This is used both when we started the grace period and when we notice
541  * that someone else started the grace period.
542  */
543 static void note_new_gpnum(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
544 {
545         rdp->qs_pending = 1;
546         rdp->passed_quiesc = 0;
547         rdp->gpnum = rsp->gpnum;
548 }
549
550 /*
551  * Did someone else start a new RCU grace period start since we last
552  * checked?  Update local state appropriately if so.  Must be called
553  * on the CPU corresponding to rdp.
554  */
555 static int
556 check_for_new_grace_period(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
557 {
558         unsigned long flags;
559         int ret = 0;
560
561         local_irq_save(flags);
562         if (rdp->gpnum != rsp->gpnum) {
563                 note_new_gpnum(rsp, rdp);
564                 ret = 1;
565         }
566         local_irq_restore(flags);
567         return ret;
568 }
569
570 /*
571  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
572  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
573  * the root node's ->lock, which is released before return.  Hard irqs must
574  * be disabled.
575  */
576 static void
577 rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
578         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
579 {
580         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
581         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
582
583         if (!cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
584                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
585                 return;
586         }
587
588         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
589         rsp->gpnum++;
590         WARN_ON_ONCE(rsp->signaled == RCU_GP_INIT);
591         rsp->signaled = RCU_GP_INIT; /* Hold off force_quiescent_state. */
592         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
593         record_gp_stall_check_time(rsp);
594         dyntick_record_completed(rsp, rsp->completed - 1);
595         note_new_gpnum(rsp, rdp);
596
597         /*
598          * Because this CPU just now started the new grace period, we know
599          * that all of its callbacks will be covered by this upcoming grace
600          * period, even the ones that were registered arbitrarily recently.
601          * Therefore, advance all outstanding callbacks to RCU_WAIT_TAIL.
602          *
603          * Other CPUs cannot be sure exactly when the grace period started.
604          * Therefore, their recently registered callbacks must pass through
605          * an additional RCU_NEXT_READY stage, so that they will be handled
606          * by the next RCU grace period.
607          */
608         rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
609         rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
610
611         /* Special-case the common single-level case. */
612         if (NUM_RCU_NODES == 1) {
613                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
614                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
615                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
616                 rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state OK. */
617                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
618                 return;
619         }
620
621         spin_unlock(&rnp->lock);  /* leave irqs disabled. */
622
623
624         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
625         spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
626
627         /*
628          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
629          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
630          * order, starting from the root rcu_node structure.  This
631          * operation relies on the layout of the hierarchy within the
632          * rsp->node[] array.  Note that other CPUs will access only
633          * the leaves of the hierarchy, which still indicate that no
634          * grace period is in progress, at least until the corresponding
635          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
636          * CPU-hotplug operations.
637          *
638          * Note that the grace period cannot complete until we finish
639          * the initialization process, as there will be at least one
640          * qsmask bit set in the root node until that time, namely the
641          * one corresponding to this CPU, due to the fact that we have
642          * irqs disabled.
643          */
644         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
645                 spin_lock(&rnp->lock);          /* irqs already disabled. */
646                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
647                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
648                 rnp->gpnum = rsp->gpnum;
649                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs remain disabled. */
650         }
651
652         rnp = rcu_get_root(rsp);
653         spin_lock(&rnp->lock);                  /* irqs already disabled. */
654         rsp->signaled = RCU_SIGNAL_INIT; /* force_quiescent_state now OK. */
655         spin_unlock(&rnp->lock);                /* irqs remain disabled. */
656         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
657 }
658
659 /*
660  * Advance this CPU's callbacks, but only if the current grace period
661  * has ended.  This may be called only from the CPU to whom the rdp
662  * belongs.
663  */
664 static void
665 rcu_process_gp_end(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
666 {
667         long completed_snap;
668         unsigned long flags;
669
670         local_irq_save(flags);
671         completed_snap = ACCESS_ONCE(rsp->completed);  /* outside of lock. */
672
673         /* Did another grace period end? */
674         if (rdp->completed != completed_snap) {
675
676                 /* Advance callbacks.  No harm if list empty. */
677                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL];
678                 rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL];
679                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
680
681                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
682                 rdp->completed = completed_snap;
683         }
684         local_irq_restore(flags);
685 }
686
687 /*
688  * Clean up after the prior grace period and let rcu_start_gp() start up
689  * the next grace period if one is needed.  Note that the caller must
690  * hold rnp->lock, as required by rcu_start_gp(), which will release it.
691  */
692 static void cpu_quiet_msk_finish(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
693         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
694 {
695         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
696         rsp->completed = rsp->gpnum;
697         rsp->signaled = RCU_GP_IDLE;
698         rcu_process_gp_end(rsp, rsp->rda[smp_processor_id()]);
699         rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases root node's rnp->lock. */
700 }
701
702 /*
703  * Similar to cpu_quiet(), for which it is a helper function.  Allows
704  * a group of CPUs to be quieted at one go, though all the CPUs in the
705  * group must be represented by the same leaf rcu_node structure.
706  * That structure's lock must be held upon entry, and it is released
707  * before return.
708  */
709 static void
710 cpu_quiet_msk(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
711               unsigned long flags)
712         __releases(rnp->lock)
713 {
714         struct rcu_node *rnp_c;
715
716         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
717         for (;;) {
718                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
719
720                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
721                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
722                         return;
723                 }
724                 rnp->qsmask &= ~mask;
725                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempted_readers(rnp)) {
726
727                         /* Other bits still set at this level, so done. */
728                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
729                         return;
730                 }
731                 mask = rnp->grpmask;
732                 if (rnp->parent == NULL) {
733
734                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
735
736                         break;
737                 }
738                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
739                 rnp_c = rnp;
740                 rnp = rnp->parent;
741                 spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
742                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
743         }
744
745         /*
746          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
747          * state for this grace period.  Invoke cpu_quiet_msk_finish()
748          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
749          */
750         cpu_quiet_msk_finish(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
751 }
752
753 /*
754  * Record a quiescent state for the specified CPU, which must either be
755  * the current CPU.  The lastcomp argument is used to make sure we are
756  * still in the grace period of interest.  We don't want to end the current
757  * grace period based on quiescent states detected in an earlier grace
758  * period!
759  */
760 static void
761 cpu_quiet(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp, long lastcomp)
762 {
763         unsigned long flags;
764         unsigned long mask;
765         struct rcu_node *rnp;
766
767         rnp = rdp->mynode;
768         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
769         if (lastcomp != ACCESS_ONCE(rsp->completed)) {
770
771                 /*
772                  * Someone beat us to it for this grace period, so leave.
773                  * The race with GP start is resolved by the fact that we
774                  * hold the leaf rcu_node lock, so that the per-CPU bits
775                  * cannot yet be initialized -- so we would simply find our
776                  * CPU's bit already cleared in cpu_quiet_msk() if this race
777                  * occurred.
778                  */
779                 rdp->passed_quiesc = 0; /* try again later! */
780                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
781                 return;
782         }
783         mask = rdp->grpmask;
784         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
785                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
786         } else {
787                 rdp->qs_pending = 0;
788
789                 /*
790                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
791                  * callbacks can be processed during the next GP.
792                  */
793                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
794
795                 cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp, flags); /* releases rnp->lock */
796         }
797 }
798
799 /*
800  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
801  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
802  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
803  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
804  */
805 static void
806 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
807 {
808         /* If there is now a new grace period, record and return. */
809         if (check_for_new_grace_period(rsp, rdp))
810                 return;
811
812         /*
813          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
814          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
815          */
816         if (!rdp->qs_pending)
817                 return;
818
819         /*
820          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
821          * period? If no, then exit and wait for the next call.
822          */
823         if (!rdp->passed_quiesc)
824                 return;
825
826         /* Tell RCU we are done (but cpu_quiet() will be the judge of that). */
827         cpu_quiet(rdp->cpu, rsp, rdp, rdp->passed_quiesc_completed);
828 }
829
830 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
831
832 /*
833  * Move a dying CPU's RCU callbacks to the ->orphan_cbs_list for the
834  * specified flavor of RCU.  The callbacks will be adopted by the next
835  * _rcu_barrier() invocation or by the CPU_DEAD notifier, whichever
836  * comes first.  Because this is invoked from the CPU_DYING notifier,
837  * irqs are already disabled.
838  */
839 static void rcu_send_cbs_to_orphanage(struct rcu_state *rsp)
840 {
841         int i;
842         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
843
844         if (rdp->nxtlist == NULL)
845                 return;  /* irqs disabled, so comparison is stable. */
846         spin_lock(&rsp->onofflock);  /* irqs already disabled. */
847         *rsp->orphan_cbs_tail = rdp->nxtlist;
848         rsp->orphan_cbs_tail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
849         rdp->nxtlist = NULL;
850         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
851                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
852         rsp->orphan_qlen += rdp->qlen;
853         rdp->qlen = 0;
854         spin_unlock(&rsp->onofflock);  /* irqs remain disabled. */
855 }
856
857 /*
858  * Adopt previously orphaned RCU callbacks.
859  */
860 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
861 {
862         unsigned long flags;
863         struct rcu_data *rdp;
864
865         spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
866         rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
867         if (rsp->orphan_cbs_list == NULL) {
868                 spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
869                 return;
870         }
871         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_cbs_list;
872         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_cbs_tail;
873         rdp->qlen += rsp->orphan_qlen;
874         rsp->orphan_cbs_list = NULL;
875         rsp->orphan_cbs_tail = &rsp->orphan_cbs_list;
876         rsp->orphan_qlen = 0;
877         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
878 }
879
880 /*
881  * Remove the outgoing CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy
882  * and move all callbacks from the outgoing CPU to the current one.
883  */
884 static void __rcu_offline_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
885 {
886         unsigned long flags;
887         long lastcomp;
888         unsigned long mask;
889         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
890         struct rcu_node *rnp;
891
892         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
893         spin_lock_irqsave(&rsp->onofflock, flags);
894
895         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
896         rnp = rdp->mynode;      /* this is the outgoing CPU's rnp. */
897         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
898         do {
899                 spin_lock(&rnp->lock);          /* irqs already disabled. */
900                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
901                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
902                         spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
903                         break;
904                 }
905
906                 /*
907                  * If there was a task blocking the current grace period,
908                  * and if all CPUs have checked in, we need to propagate
909                  * the quiescent state up the rcu_node hierarchy.  But that
910                  * is inconvenient at the moment due to deadlock issues if
911                  * this should end the current grace period.  So set the
912                  * offlined CPU's bit in ->qsmask in order to force the
913                  * next force_quiescent_state() invocation to clean up this
914                  * mess in a deadlock-free manner.
915                  */
916                 if (rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp) && !rnp->qsmask)
917                         rnp->qsmask |= mask;
918
919                 mask = rnp->grpmask;
920                 spin_unlock(&rnp->lock);        /* irqs remain disabled. */
921                 rnp = rnp->parent;
922         } while (rnp != NULL);
923         lastcomp = rsp->completed;
924
925         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
926
927         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
928 }
929
930 /*
931  * Remove the specified CPU from the RCU hierarchy and move any pending
932  * callbacks that it might have to the current CPU.  This code assumes
933  * that at least one CPU in the system will remain running at all times.
934  * Any attempt to offline -all- CPUs is likely to strand RCU callbacks.
935  */
936 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
937 {
938         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_sched_state);
939         __rcu_offline_cpu(cpu, &rcu_bh_state);
940         rcu_preempt_offline_cpu(cpu);
941 }
942
943 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
944
945 static void rcu_send_cbs_to_orphanage(struct rcu_state *rsp)
946 {
947 }
948
949 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp)
950 {
951 }
952
953 static void rcu_offline_cpu(int cpu)
954 {
955 }
956
957 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
958
959 /*
960  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
961  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
962  */
963 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
964 {
965         unsigned long flags;
966         struct rcu_head *next, *list, **tail;
967         int count;
968
969         /* If no callbacks are ready, just return.*/
970         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
971                 return;
972
973         /*
974          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
975          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
976          */
977         local_irq_save(flags);
978         list = rdp->nxtlist;
979         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
980         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
981         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
982         for (count = RCU_NEXT_SIZE - 1; count >= 0; count--)
983                 if (rdp->nxttail[count] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
984                         rdp->nxttail[count] = &rdp->nxtlist;
985         local_irq_restore(flags);
986
987         /* Invoke callbacks. */
988         count = 0;
989         while (list) {
990                 next = list->next;
991                 prefetch(next);
992                 list->func(list);
993                 list = next;
994                 if (++count >= rdp->blimit)
995                         break;
996         }
997
998         local_irq_save(flags);
999
1000         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
1001         rdp->qlen -= count;
1002         if (list != NULL) {
1003                 *tail = rdp->nxtlist;
1004                 rdp->nxtlist = list;
1005                 for (count = 0; count < RCU_NEXT_SIZE; count++)
1006                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[count])
1007                                 rdp->nxttail[count] = tail;
1008                         else
1009                                 break;
1010         }
1011
1012         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
1013         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
1014                 rdp->blimit = blimit;
1015
1016         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
1017         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
1018                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1019                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1020         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
1021                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1022
1023         local_irq_restore(flags);
1024
1025         /* Re-raise the RCU softirq if there are callbacks remaining. */
1026         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1027                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1028 }
1029
1030 /*
1031  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
1032  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
1033  * Also schedule the RCU softirq handler.
1034  *
1035  * This function must be called with hardirqs disabled.  It is normally
1036  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
1037  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
1038  */
1039 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
1040 {
1041         if (!rcu_pending(cpu))
1042                 return; /* if nothing for RCU to do. */
1043         if (user ||
1044             (idle_cpu(cpu) && rcu_scheduler_active &&
1045              !in_softirq() && hardirq_count() <= (1 << HARDIRQ_SHIFT))) {
1046
1047                 /*
1048                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
1049                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
1050                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
1051                  * a quiescent state, so note it.
1052                  *
1053                  * No memory barrier is required here because both
1054                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
1055                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
1056                  * at least not while the corresponding CPU is online.
1057                  */
1058
1059                 rcu_sched_qs(cpu);
1060                 rcu_bh_qs(cpu);
1061
1062         } else if (!in_softirq()) {
1063
1064                 /*
1065                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
1066                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
1067                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
1068                  * critical section, so note it.
1069                  */
1070
1071                 rcu_bh_qs(cpu);
1072         }
1073         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
1074         raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
1075 }
1076
1077 #ifdef CONFIG_SMP
1078
1079 /*
1080  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
1081  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
1082  * Returns 1 if the current grace period ends while scanning (possibly
1083  * because we made it end).
1084  */
1085 static int rcu_process_dyntick(struct rcu_state *rsp, long lastcomp,
1086                                int (*f)(struct rcu_data *))
1087 {
1088         unsigned long bit;
1089         int cpu;
1090         unsigned long flags;
1091         unsigned long mask;
1092         struct rcu_node *rnp;
1093
1094         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1095                 mask = 0;
1096                 spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1097                 if (rsp->completed != lastcomp) {
1098                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1099                         return 1;
1100                 }
1101                 if (rnp->qsmask == 0) {
1102                         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1103                         continue;
1104                 }
1105                 cpu = rnp->grplo;
1106                 bit = 1;
1107                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
1108                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0 && f(rsp->rda[cpu]))
1109                                 mask |= bit;
1110                 }
1111                 if (mask != 0 && rsp->completed == lastcomp) {
1112
1113                         /* cpu_quiet_msk() releases rnp->lock. */
1114                         cpu_quiet_msk(mask, rsp, rnp, flags);
1115                         continue;
1116                 }
1117                 spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1118         }
1119         return 0;
1120 }
1121
1122 /*
1123  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
1124  * CPUs are in dyntick-idle mode.
1125  */
1126 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1127 {
1128         unsigned long flags;
1129         long lastcomp;
1130         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1131         u8 signaled;
1132         u8 forcenow;
1133
1134         if (!rcu_gp_in_progress(rsp))
1135                 return;  /* No grace period in progress, nothing to force. */
1136         if (!spin_trylock_irqsave(&rsp->fqslock, flags)) {
1137                 rsp->n_force_qs_lh++; /* Inexact, can lose counts.  Tough! */
1138                 return; /* Someone else is already on the job. */
1139         }
1140         if (relaxed &&
1141             (long)(rsp->jiffies_force_qs - jiffies) >= 0)
1142                 goto unlock_ret; /* no emergency and done recently. */
1143         rsp->n_force_qs++;
1144         spin_lock(&rnp->lock);
1145         lastcomp = rsp->completed;
1146         signaled = rsp->signaled;
1147         rsp->jiffies_force_qs = jiffies + RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS;
1148         if (lastcomp == rsp->gpnum) {
1149                 rsp->n_force_qs_ngp++;
1150                 spin_unlock(&rnp->lock);
1151                 goto unlock_ret;  /* no GP in progress, time updated. */
1152         }
1153         spin_unlock(&rnp->lock);
1154         switch (signaled) {
1155         case RCU_GP_IDLE:
1156         case RCU_GP_INIT:
1157
1158                 break; /* grace period idle or initializing, ignore. */
1159
1160         case RCU_SAVE_DYNTICK:
1161
1162                 if (RCU_SIGNAL_INIT != RCU_SAVE_DYNTICK)
1163                         break; /* So gcc recognizes the dead code. */
1164
1165                 /* Record dyntick-idle state. */
1166                 if (rcu_process_dyntick(rsp, lastcomp,
1167                                         dyntick_save_progress_counter))
1168                         goto unlock_ret;
1169                 /* fall into next case. */
1170
1171         case RCU_SAVE_COMPLETED:
1172
1173                 /* Update state, record completion counter. */
1174                 forcenow = 0;
1175                 spin_lock(&rnp->lock);
1176                 if (lastcomp == rsp->completed &&
1177                     rsp->signaled == signaled) {
1178                         rsp->signaled = RCU_FORCE_QS;
1179                         dyntick_record_completed(rsp, lastcomp);
1180                         forcenow = signaled == RCU_SAVE_COMPLETED;
1181                 }
1182                 spin_unlock(&rnp->lock);
1183                 if (!forcenow)
1184                         break;
1185                 /* fall into next case. */
1186
1187         case RCU_FORCE_QS:
1188
1189                 /* Check dyntick-idle state, send IPI to laggarts. */
1190                 if (rcu_process_dyntick(rsp, dyntick_recall_completed(rsp),
1191                                         rcu_implicit_dynticks_qs))
1192                         goto unlock_ret;
1193
1194                 /* Leave state in case more forcing is required. */
1195
1196                 break;
1197         }
1198 unlock_ret:
1199         spin_unlock_irqrestore(&rsp->fqslock, flags);
1200 }
1201
1202 #else /* #ifdef CONFIG_SMP */
1203
1204 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, int relaxed)
1205 {
1206         set_need_resched();
1207 }
1208
1209 #endif /* #else #ifdef CONFIG_SMP */
1210
1211 /*
1212  * This does the RCU processing work from softirq context for the
1213  * specified rcu_state and rcu_data structures.  This may be called
1214  * only from the CPU to whom the rdp belongs.
1215  */
1216 static void
1217 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1218 {
1219         unsigned long flags;
1220
1221         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
1222
1223         /*
1224          * If an RCU GP has gone long enough, go check for dyntick
1225          * idle CPUs and, if needed, send resched IPIs.
1226          */
1227         if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1228                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1229
1230         /*
1231          * Advance callbacks in response to end of earlier grace
1232          * period that some other CPU ended.
1233          */
1234         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1235
1236         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
1237         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
1238
1239         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
1240         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1241                 spin_lock_irqsave(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1242                 rcu_start_gp(rsp, flags);  /* releases above lock */
1243         }
1244
1245         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
1246         rcu_do_batch(rsp, rdp);
1247 }
1248
1249 /*
1250  * Do softirq processing for the current CPU.
1251  */
1252 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
1253 {
1254         /*
1255          * Memory references from any prior RCU read-side critical sections
1256          * executed by the interrupted code must be seen before any RCU
1257          * grace-period manipulations below.
1258          */
1259         smp_mb(); /* See above block comment. */
1260
1261         __rcu_process_callbacks(&rcu_sched_state,
1262                                 &__get_cpu_var(rcu_sched_data));
1263         __rcu_process_callbacks(&rcu_bh_state, &__get_cpu_var(rcu_bh_data));
1264         rcu_preempt_process_callbacks();
1265
1266         /*
1267          * Memory references from any later RCU read-side critical sections
1268          * executed by the interrupted code must be seen after any RCU
1269          * grace-period manipulations above.
1270          */
1271         smp_mb(); /* See above block comment. */
1272 }
1273
1274 static void
1275 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
1276            struct rcu_state *rsp)
1277 {
1278         unsigned long flags;
1279         struct rcu_data *rdp;
1280
1281         head->func = func;
1282         head->next = NULL;
1283
1284         smp_mb(); /* Ensure RCU update seen before callback registry. */
1285
1286         /*
1287          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
1288          * Note that we might see a beginning right after we see an
1289          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
1290          * a quiescent state betweentimes.
1291          */
1292         local_irq_save(flags);
1293         rdp = rsp->rda[smp_processor_id()];
1294         rcu_process_gp_end(rsp, rdp);
1295         check_for_new_grace_period(rsp, rdp);
1296
1297         /* Add the callback to our list. */
1298         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
1299         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
1300
1301         /* Start a new grace period if one not already started. */
1302         if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1303                 unsigned long nestflag;
1304                 struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
1305
1306                 spin_lock_irqsave(&rnp_root->lock, nestflag);
1307                 rcu_start_gp(rsp, nestflag);  /* releases rnp_root->lock. */
1308         }
1309
1310         /*
1311          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
1312          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
1313          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
1314          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
1315          * is the only one waiting for a grace period to complete.
1316          */
1317         if (unlikely(++rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
1318                 rdp->blimit = LONG_MAX;
1319                 if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
1320                     *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
1321                         force_quiescent_state(rsp, 0);
1322                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1323                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
1324         } else if ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)
1325                 force_quiescent_state(rsp, 1);
1326         local_irq_restore(flags);
1327 }
1328
1329 /*
1330  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
1331  */
1332 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1333 {
1334         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state);
1335 }
1336 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
1337
1338 /*
1339  * Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
1340  */
1341 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
1342 {
1343         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state);
1344 }
1345 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
1346
1347 /*
1348  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1349  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
1350  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
1351  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
1352  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
1353  */
1354 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1355 {
1356         rdp->n_rcu_pending++;
1357
1358         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
1359         check_cpu_stall(rsp, rdp);
1360
1361         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
1362         if (rdp->qs_pending) {
1363                 rdp->n_rp_qs_pending++;
1364                 return 1;
1365         }
1366
1367         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
1368         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
1369                 rdp->n_rp_cb_ready++;
1370                 return 1;
1371         }
1372
1373         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
1374         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1375                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
1376                 return 1;
1377         }
1378
1379         /* Has another RCU grace period completed?  */
1380         if (ACCESS_ONCE(rsp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
1381                 rdp->n_rp_gp_completed++;
1382                 return 1;
1383         }
1384
1385         /* Has a new RCU grace period started? */
1386         if (ACCESS_ONCE(rsp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
1387                 rdp->n_rp_gp_started++;
1388                 return 1;
1389         }
1390
1391         /* Has an RCU GP gone long enough to send resched IPIs &c? */
1392         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1393             ((long)(ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_force_qs) - jiffies) < 0)) {
1394                 rdp->n_rp_need_fqs++;
1395                 return 1;
1396         }
1397
1398         /* nothing to do */
1399         rdp->n_rp_need_nothing++;
1400         return 0;
1401 }
1402
1403 /*
1404  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
1405  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
1406  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
1407  */
1408 static int rcu_pending(int cpu)
1409 {
1410         return __rcu_pending(&rcu_sched_state, &per_cpu(rcu_sched_data, cpu)) ||
1411                __rcu_pending(&rcu_bh_state, &per_cpu(rcu_bh_data, cpu)) ||
1412                rcu_preempt_pending(cpu);
1413 }
1414
1415 /*
1416  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1417  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1418  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1419  * an exported member of the RCU API.
1420  */
1421 int rcu_needs_cpu(int cpu)
1422 {
1423         /* RCU callbacks either ready or pending? */
1424         return per_cpu(rcu_sched_data, cpu).nxtlist ||
1425                per_cpu(rcu_bh_data, cpu).nxtlist ||
1426                rcu_preempt_needs_cpu(cpu);
1427 }
1428
1429 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_head, rcu_barrier_head) = {NULL};
1430 static atomic_t rcu_barrier_cpu_count;
1431 static DEFINE_MUTEX(rcu_barrier_mutex);
1432 static struct completion rcu_barrier_completion;
1433
1434 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *notused)
1435 {
1436         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1437                 complete(&rcu_barrier_completion);
1438 }
1439
1440 /*
1441  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
1442  */
1443 static void rcu_barrier_func(void *type)
1444 {
1445         int cpu = smp_processor_id();
1446         struct rcu_head *head = &per_cpu(rcu_barrier_head, cpu);
1447         void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1448                               void (*func)(struct rcu_head *head));
1449
1450         atomic_inc(&rcu_barrier_cpu_count);
1451         call_rcu_func = type;
1452         call_rcu_func(head, rcu_barrier_callback);
1453 }
1454
1455 /*
1456  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
1457  * RCU callbacks of the specified type to complete.
1458  */
1459 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp,
1460                          void (*call_rcu_func)(struct rcu_head *head,
1461                                                void (*func)(struct rcu_head *head)))
1462 {
1463         BUG_ON(in_interrupt());
1464         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
1465         mutex_lock(&rcu_barrier_mutex);
1466         init_completion(&rcu_barrier_completion);
1467         /*
1468          * Initialize rcu_barrier_cpu_count to 1, then invoke
1469          * rcu_barrier_func() on each CPU, so that each CPU also has
1470          * incremented rcu_barrier_cpu_count.  Only then is it safe to
1471          * decrement rcu_barrier_cpu_count -- otherwise the first CPU
1472          * might complete its grace period before all of the other CPUs
1473          * did their increment, causing this function to return too
1474          * early.
1475          */
1476         atomic_set(&rcu_barrier_cpu_count, 1);
1477         preempt_disable(); /* stop CPU_DYING from filling orphan_cbs_list */
1478         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp);
1479         on_each_cpu(rcu_barrier_func, (void *)call_rcu_func, 1);
1480         preempt_enable(); /* CPU_DYING can again fill orphan_cbs_list */
1481         if (atomic_dec_and_test(&rcu_barrier_cpu_count))
1482                 complete(&rcu_barrier_completion);
1483         wait_for_completion(&rcu_barrier_completion);
1484         mutex_unlock(&rcu_barrier_mutex);
1485 }
1486
1487 /**
1488  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
1489  */
1490 void rcu_barrier_bh(void)
1491 {
1492         _rcu_barrier(&rcu_bh_state, call_rcu_bh);
1493 }
1494 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
1495
1496 /**
1497  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
1498  */
1499 void rcu_barrier_sched(void)
1500 {
1501         _rcu_barrier(&rcu_sched_state, call_rcu_sched);
1502 }
1503 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
1504
1505 /*
1506  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
1507  */
1508 static void __init
1509 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
1510 {
1511         unsigned long flags;
1512         int i;
1513         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1514         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1515
1516         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1517         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1518         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
1519         rdp->nxtlist = NULL;
1520         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1521                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1522         rdp->qlen = 0;
1523 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1524         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1525 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ */
1526         rdp->cpu = cpu;
1527         spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1528 }
1529
1530 /*
1531  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
1532  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
1533  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
1534  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
1535  */
1536 static void __cpuinit
1537 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp, int preemptable)
1538 {
1539         unsigned long flags;
1540         long lastcomp;
1541         unsigned long mask;
1542         struct rcu_data *rdp = rsp->rda[cpu];
1543         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1544
1545         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
1546         spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1547         lastcomp = rsp->completed;
1548         rdp->completed = lastcomp;
1549         rdp->gpnum = lastcomp;
1550         rdp->passed_quiesc = 0;  /* We could be racing with new GP, */
1551         rdp->qs_pending = 1;     /*  so set up to respond to current GP. */
1552         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
1553         rdp->preemptable = preemptable;
1554         rdp->passed_quiesc_completed = lastcomp - 1;
1555         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1556         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
1557         rdp->blimit = blimit;
1558         spin_unlock(&rnp->lock);                /* irqs remain disabled. */
1559
1560         /*
1561          * A new grace period might start here.  If so, we won't be part
1562          * of it, but that is OK, as we are currently in a quiescent state.
1563          */
1564
1565         /* Exclude any attempts to start a new GP on large systems. */
1566         spin_lock(&rsp->onofflock);             /* irqs already disabled. */
1567
1568         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
1569         rnp = rdp->mynode;
1570         mask = rdp->grpmask;
1571         do {
1572                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
1573                 spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
1574                 rnp->qsmaskinit |= mask;
1575                 mask = rnp->grpmask;
1576                 spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1577                 rnp = rnp->parent;
1578         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
1579
1580         spin_unlock_irqrestore(&rsp->onofflock, flags);
1581 }
1582
1583 static void __cpuinit rcu_online_cpu(int cpu)
1584 {
1585         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_sched_state, 0);
1586         rcu_init_percpu_data(cpu, &rcu_bh_state, 0);
1587         rcu_preempt_init_percpu_data(cpu);
1588 }
1589
1590 /*
1591  * Handle CPU online/offline notification events.
1592  */
1593 int __cpuinit rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1594                              unsigned long action, void *hcpu)
1595 {
1596         long cpu = (long)hcpu;
1597
1598         switch (action) {
1599         case CPU_UP_PREPARE:
1600         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1601                 rcu_online_cpu(cpu);
1602                 break;
1603         case CPU_DYING:
1604         case CPU_DYING_FROZEN:
1605                 /*
1606                  * preempt_disable() in _rcu_barrier() prevents stop_machine(),
1607                  * so when "on_each_cpu(rcu_barrier_func, (void *)type, 1);"
1608                  * returns, all online cpus have queued rcu_barrier_func().
1609                  * The dying CPU clears its cpu_online_mask bit and
1610                  * moves all of its RCU callbacks to ->orphan_cbs_list
1611                  * in the context of stop_machine(), so subsequent calls
1612                  * to _rcu_barrier() will adopt these callbacks and only
1613                  * then queue rcu_barrier_func() on all remaining CPUs.
1614                  */
1615                 rcu_send_cbs_to_orphanage(&rcu_bh_state);
1616                 rcu_send_cbs_to_orphanage(&rcu_sched_state);
1617                 rcu_preempt_send_cbs_to_orphanage();
1618                 break;
1619         case CPU_DEAD:
1620         case CPU_DEAD_FROZEN:
1621         case CPU_UP_CANCELED:
1622         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1623                 rcu_offline_cpu(cpu);
1624                 break;
1625         default:
1626                 break;
1627         }
1628         return NOTIFY_OK;
1629 }
1630
1631 /*
1632  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
1633  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
1634  */
1635 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
1636 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1637 {
1638         int i;
1639
1640         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--)
1641                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
1642 }
1643 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1644 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
1645 {
1646         int ccur;
1647         int cprv;
1648         int i;
1649
1650         cprv = NR_CPUS;
1651         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1652                 ccur = rsp->levelcnt[i];
1653                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
1654                 cprv = ccur;
1655         }
1656 }
1657 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
1658
1659 /*
1660  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
1661  */
1662 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
1663 {
1664         int cpustride = 1;
1665         int i;
1666         int j;
1667         struct rcu_node *rnp;
1668
1669         /* Initialize the level-tracking arrays. */
1670
1671         for (i = 1; i < NUM_RCU_LVLS; i++)
1672                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
1673         rcu_init_levelspread(rsp);
1674
1675         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
1676
1677         for (i = NUM_RCU_LVLS - 1; i >= 0; i--) {
1678                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
1679                 rnp = rsp->level[i];
1680                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
1681                         if (rnp != rcu_get_root(rsp))
1682                                 spin_lock_init(&rnp->lock);
1683                         rnp->gpnum = 0;
1684                         rnp->qsmask = 0;
1685                         rnp->qsmaskinit = 0;
1686                         rnp->grplo = j * cpustride;
1687                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
1688                         if (rnp->grphi >= NR_CPUS)
1689                                 rnp->grphi = NR_CPUS - 1;
1690                         if (i == 0) {
1691                                 rnp->grpnum = 0;
1692                                 rnp->grpmask = 0;
1693                                 rnp->parent = NULL;
1694                         } else {
1695                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
1696                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
1697                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
1698                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
1699                         }
1700                         rnp->level = i;
1701                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[0]);
1702                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blocked_tasks[1]);
1703                 }
1704         }
1705         spin_lock_init(&rcu_get_root(rsp)->lock);
1706 }
1707
1708 /*
1709  * Helper macro for __rcu_init() and __rcu_init_preempt().  To be used
1710  * nowhere else!  Assigns leaf node pointers into each CPU's rcu_data
1711  * structure.
1712  */
1713 #define RCU_INIT_FLAVOR(rsp, rcu_data) \
1714 do { \
1715         int i; \
1716         int j; \
1717         struct rcu_node *rnp; \
1718         \
1719         rcu_init_one(rsp); \
1720         rnp = (rsp)->level[NUM_RCU_LVLS - 1]; \
1721         j = 0; \
1722         for_each_possible_cpu(i) { \
1723                 if (i > rnp[j].grphi) \
1724                         j++; \
1725                 per_cpu(rcu_data, i).mynode = &rnp[j]; \
1726                 (rsp)->rda[i] = &per_cpu(rcu_data, i); \
1727                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp); \
1728         } \
1729 } while (0)
1730
1731 void __init __rcu_init(void)
1732 {
1733         rcu_bootup_announce();
1734 #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR
1735         printk(KERN_INFO "RCU-based detection of stalled CPUs is enabled.\n");
1736 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_CPU_STALL_DETECTOR */
1737         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_sched_state, rcu_sched_data);
1738         RCU_INIT_FLAVOR(&rcu_bh_state, rcu_bh_data);
1739         __rcu_init_preempt();
1740         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
1741 }
1742
1743 #include "rcutree_plugin.h"